Camerele nou dezvoltate folosesc lumina pentru a vedea în jurul colțurilor

David Lindell, student doctorand în inginerie electrică la Universitatea Stanford, împreună cu echipa sa, a dezvoltat o cameră care poate urmări obiecte în mișcare în jurul colțurilor. Când au testat noua tehnologie, Lindell a purtat un costum de vizibilitate ridicată în timp ce se mișca printr-o cameră goală. Aveau o cameră care era îndreptată către un perete gol, departe de Lindell, și echipa a putut urmări toate mișcările sale cu ajutorul unui laser de înaltă putere. Laserul a reconstruit imaginile prin utilizarea particulelor individuale de lumină care au fost reflectate pe pereții din jurul lui Lindell. Camera nou dezvoltată a utilizat senzori avansați și un algoritm de procesare.

Gordon Wetzstein, asistent profesor de inginerie electrică la Stanford, a vorbit despre noua tehnologie dezvoltată.

“Oamenii vorbesc despre construirea unei camere care să poată vedea la fel de bine ca oamenii pentru aplicații precum roboții autonomi, dar noi vrem să construim sisteme care să meargă mult dincolo de aceasta”, a spus el. „Vrem să vedem lucruri în 3D, în jurul colțurilor și dincolo de spectrul de lumină vizibilă.”

Sistemul de cameră care a fost testat va fi prezentat la conferința SIGGRAPH 2019 pe 1 august.

Echipa a dezvoltat deja camere similare care pot vedea în jurul colțurilor în trecut, dar aceasta poate capta mai multă lumină de la mai multe suprafețe. De asemenea, poate vedea mai larg și mai departe, precum și monitoriza mișcările care nu sunt în vedere. Ei speră că aceste „sisteme de viziune supranaturală” vor putea fi utilizate în mașini și roboți autonomi, astfel încât acestea să funcționeze mai sigur decât atunci când sunt controlate de un om.

Unul dintre obiectivele principale ale echipei este să mențină sistemul practic. Ei utilizează hardware, viteze de scanare și de procesare a imaginilor, precum și stiluri de imagistică care sunt deja utilizate în sistemele de viziune pentru mașinile autonome. O diferență este că noul sistem poate capta lumina care se reflectă de pe o varietate de suprafețe cu diferite texturi. Înainte, sistemele care erau utilizate pentru a vedea lucruri dincolo de linia de vedere a camerei puteau face acest lucru doar cu obiecte care reflectau o lumină puternică și uniformă.

Una dintre dezvoltările care i-a ajutat să creeze această tehnologie a fost un laser care este de 10.000 de ori mai puternic decât cel pe care l-au utilizat anul trecut. Acesta scanează un perete de pe partea opusă a punctului de interes. Lumina se reflectă de pe perete, lovește obiectele din scenă și se întoarce înapoi la perete și la senzorii camerei. Senzorul poate apoi să capteze mici particule de lumină laser și le trimite unui algoritm care a fost dezvoltat de echipă. Algoritmul decodifică particulele pentru a reconstrui imaginile.

“Când urmăriți laserul care scanează, nu vedeți nimic”, a spus Lindell. „Cu acest hardware, putem să încetinim timpul și să revelăm aceste urme de lumină. Aproape că pare magic.”

Noul sistem poate scana la patru cadre pe secundă și reconstrui scene la până la 60 de cadre pe secundă cu o unitate de procesare grafică care îmbunătățește capacitățile.

Echipa a fost inspirată de alte domenii, cum ar fi sistemele de imagistică seismică. Acestea reflectă undele seismice de pe straturile subterane ale Pământului și pot vedea ce se află sub suprafață. Algoritmul a fost reconfigurat pentru a decodifica lumina care se reflectă de pe obiecte ascunse.

Matthew O’Toole, asistent profesor la Universitatea Carnegie Mellon și fost cercetător postdoctoral în laboratorul lui Wetzstein, a vorbit despre noua tehnologie.

“Există multe idei utilizate în alte spații — seismologie, imagistică cu sateliți, radar cu deschidere sintetică — care sunt aplicabile pentru a vedea în jurul colțurilor”, a spus el. „Încercăm să luăm puțin din aceste domenii și sperăm să putem oferi ceva înapoi la un moment dat.”

Următorul pas al echipei este testarea sistemului pe mașini de cercetare autonome. De asemenea, vor să vadă dacă va fi aplicabil în alte domenii, cum ar fi imagistica medicală, și pentru a ajuta la combaterea problemelor de condiții vizuale cu care se confruntă șoferii, cum ar fi ceața, ploaia, furtunile de nisip și zăpada.